1、
过氧化钙(CaO2)是一种白色晶体,能潮解,难溶于水,可与水缓慢反应,不溶于乙醇,易与酸反应,常用作杀菌剂、防腐剂等。根据题意,回答相关问题。
I.CaO2晶体的制备:CaO2晶体通常可利用CaCl2在碱性条件下与H2O2反应制得。某化学兴趣小组在实验室制备CaO2的实验方案和装置示意图如下:
(1)三颈烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为___________。
(2)冷水浴的目的是__;步骤③中洗涤CaO2·8H2O的实验操作方法是__
Ⅱ.CaO2含量的测定:测定CaO2样品纯度的方法是:称取0.200g样品于锥形瓶中,加入50mL水和15mL2mol·L-lHCl,振荡使样品溶解生成过氧化氢,再加入几滴MnCl2稀溶液,立即用0.0200mol·L-lKMnO4标准溶液滴定到终点,消耗25.00mL标准液。
(3)上述过程中使用稀盐酸而不使用稀硫酸溶解样品的原因是______;滴定前加入MnCl2稀溶液的作用可能是______。
(4)滴定过程中的离子方程式为____,样品中CaO2的质量分数为____。
(5)实验I制得的晶体样品中CaO2含量偏低的可能原因是:_______。
CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl 该反应放热,防止温度升高导致H2O2分解和氨水中氨气挥发 向过滤器中注入乙醇至浸没沉淀,待乙醇流尽后,重复操作2~3次 生成的硫酸钙为微溶物,覆盖在样品表面,阻止反应进一步进行 催化作用 45.0% 部分CaCl2溶液与浓氨水反应生成Ca(OH)2、部分CaO2与水反应生成Ca(OH)2或烘烤CaO2·8H2O失水不够完全
(1)根据氧化还原反应和原子守恒规律书写反应方程式;
(2) 根据H2O2受热易分解,氨水受热易挥发分析解答本题;
(3)过根据氧化钙(CaO2)是一种白色晶体,易与酸反应的性质进行分析解答;
(4)根据氧化还原反应得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒进行解答;
(5)因为部分CaCl2溶液与浓氨水反应生成Ca(OH)2,部分CaO2与水反应生成Ca(OH)2或烘烤CaO2·8H2O失水不够完全导致样品中CaO2含量偏低。
(1)由题可知,三颈烧瓶中CaCl2在碱性条件下与H2O2发生反应生成CaO2·8H2O,据原子守恒可知,该反应化学方程式为:CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl,故答案:CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl;
(2) H2O2受热易分解,氨水受热易挥发,该反应为放热反应,H2O2和氨水的热稳定性都较差,温度过高会导致其分解,影响产量和化学反应速率;因过氧化钙可与水缓慢反应,不溶于乙醇,因此可选用乙醇进行洗涤,实验室洗涤沉淀的操作为:向过滤器中注入乙醇至浸没沉淀,待乙醇流尽后,重复操作2~3次,故答案为:该反应放热,防止温度升高导致H2O2分解和氨水中氨气挥发;向过滤器中注入乙醇至浸没沉淀,待乙醇流尽后,重复操作2~3次;
(3)若选用稀硫酸则CaO2与稀硫酸反应生成微溶物CaSO4会覆盖在样品表面,使反应难以持续进行,MnCl2对该反应具有催化作用,可加快化学反应速率,故答案为:生成微溶物CaSO4会覆盖在样品表面,使反应难以持续进行;催化作用;
(4)滴定过程中酸性高锰酸钾与双氧水反应,Mn元素化合价从+7价降低至+2价,H2O2中O元素从-1价升高至0价,根据氧化还原反应得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平该离子方程式为:;滴定过程中消耗高锰酸钾的物质的量n=2510-3L0.02mol/L=510- 4 mol,根据守恒关系可知:n(H2O2)=n(CaO2)=2.5n(KMnO4)=1.2510-3mol,样品中CaO2的质量分数w(CaO2)=100%=45%,故答案为:;45%;
(5)部分CaCl2溶液与浓氨水反应导致反应物未完全转化,同时还会导致最终固体中含有部分Ca(OH)2杂质,会使CaO2含量偏低;部分CaO2与水能反应生成微溶物Ca(OH)2会导致生成的CaO2含量偏低;烘烤CaO2·8H2O失水不够完全导致固体质量偏大,最终导致计算CaO2含量偏低,故答案为:部分CaCl2溶液与浓氨水反应生成Ca(OH)2,部分CaO2与水反应生成Ca(OH)2或烘烤CaO2·8H2O失水不够完全。
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